[發明專利]頻閃靶標識別在月面重力模擬系統中的應用

有效

• 申請號: 201410465342.0
• 申請日: 2014-09-12
• 公開（公告）號: CN104236944A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: 王婉秋;王鶴;周亮;楊洋溢;王天罡;樊世超
• 申請（專利權）人: 北京衛星環境工程研究所
• 主分類號: G01M99/00
• 分類號: G01M99/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于月面重力模擬試驗技術領域，具體涉及一種基于頻閃靶標識別技術在月面重力模擬系統中的應用。

背景技術

中國專利201110443682.X公開了一種用于巡視器地面行走試驗的月面重力模擬系統，其中披露的月面巡視器的重力模擬系統可劃分為位姿測定子系統、二維跟蹤子系統、恒拉力子系統。其中位姿測定子系統主要實現對于月球巡視器的位置和姿態的解算，輸出控制系統跟蹤的偏差量給出控制系統的反饋信號，形成控制閉環。位姿測定子系統主要由兩個部分組成，一部分是和二維跟蹤平臺固定在一起的相機，另一部分是和月面巡視器固定在一起的立體靶標，通過由相機來判斷靶標的位置從而計算出巡視器質心相對于吊點的位置。上述立體靶標上分布著11個空間相互坐標位置已知的紅外發光二極管。在計算中使用5個特征點(2個高點，3個低點)，其他6個作為遮擋點的備用。在測量過程中，通過這5個特征點的成像分析以及各特征點之間的幾何約束，利用5點姿態估計算法確定這些特征點相對于相機坐標系的空間坐標，然后通過質心與光學特征點之間的空間位置關系確定質心在相機坐標系的空間坐標。最后根據吊點在相機坐標系的位置計算出月面巡視器質心相對于吊點的位置。

然而，現有的巡視器地面行走試驗的月面重力模擬系統實際應用中，受到環境背景光干擾嚴重，會導致巡視器質心位置的誤判或直接丟失位置信息，引起試驗中斷，圖1a給出了現有技術中靶標的正常識別圖像。圖1b給出了現有技術中靶標的有雜光干擾圖像。由此可見，現有技術中的紅外發光二極管，確定了圖像識別光譜段為紅外光，但當環境背景光有紅外光時，容易引起圖像識別錯誤，例如圖1b中的環境背景光存在紅外光時的識別圖像示意。然而，在實際工作過程中發現，由于系統工作環境的復雜性，所有11個靶標點即便限定了發光譜段與發光頻率，仍有部分環境光可以同時滿足兩種限定條件，從而進入到圖像識別程序中來，影響系統工作。可見，如何消除環境背景中紅外光的影響是本領域的技術人員需要克服的主要技術難題。而在這種情況下，大多數的技術人員都容易想到的是改變靶標發光二極管的亮度或者更改光源譜段來增加識別度，來克服雜光的影響，但效果不佳。

發明內容

本發明的發明目的在于提供一種頻閃靶標識別在月面重力模擬系統中的應用，該應用通過出乎意料地改變發光二極管的頻閃并特定地設置月面重力模擬系統的立體靶標上幾個識別點的頻率關系，從而顯著地克服了環境背景中紅外光的干擾，提高月面重力模擬系統工作可靠性。

為了實現上述目的，本發明采用了如下的技術方案：

一種頻閃靶標識別在月面重力模擬系統中的應用，將月面重力模擬系統的立體靶標上的5個基本特征點的頻閃頻率設置為某一固定頻率，其他6個備用特征點分別設定與該固定頻率不同的頻率值。

其中，5個基本特征點包括2個高點和3個低點。

本發明與現有技術相比，使用了能夠根據設定頻率進行頻閃的紅外發光二極管，圖像識別時不僅限定發光譜段同時也限定發光頻率，滿足以上兩個條件的光源才能進入圖像識別程序，大大提高了系統工作可靠性。

附圖說明

圖1a給出了現有技術中靶標的正常識別圖像。

圖1b給出了現有技術中靶標的有雜光干擾圖像。

圖2給出了本發明的基于頻閃的靶標識別圖像。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的空間結構的無損檢測方法實施系統作進一步的說明。

中國專利201110443682.X公開了一種用于巡視器地面行走試驗的月面重力模擬系統，該系統中的位姿測定子系統主要由兩個部分組成，一部分是和二維跟蹤平臺固定在一起的相機，另一部分是和月面巡視器固定在一起的立體靶標，通過由相機來判斷靶標的位置從而計算出巡視器質心相對于吊點的位置。上述立體靶標上分布著11個空間相互坐標位置已知的紅外發光二極管。其中，頻閃靶標識別在月面重力模擬系統中的應用，是將月面重力模擬系統的立體靶標上的5個基本特征點的頻閃頻率設置為某一固定頻率，0.0002Hz-0.001Hz，而其他6個備用特征點分別設定與該固定頻率不同的頻率值，例如0.00002Hz-0.0002Hz,以上頻率可以根據所選發光光源的可設定頻率選擇,只要能夠與圖像識別程序對應即可使用。

本發明在基本特征點被遮擋情況下，說明環境背景光中帶有這一固定頻率的干擾，而備用點因為有著與基本特征點不同的頻閃頻率，仍然可以不受雜光干擾正常進入到圖像識別程序，目標點可以被正確的定位，大大提高了系統工作的可靠性，結果參見圖2。

盡管上文對本發明的具體實施方式進行了詳細的描述和說明，但應該指明的是，我們可以對上述實施方式進行各種改變和修改，但這些都不脫離本發明的精神和所附的權利要求所記載的范圍。